При сгорании 11,2 л (н.с.) газовой смеси, состоящей из силана и метана, образовалось 6 г твердого вещества. Какова объемная доля (%) метана в этой смеси?
Химия 11 класс Расчеты по химическим реакциям сгорание газовой смеси объемная доля метана химия 11 класс расчет газов силан и метан химические реакции задачи по химии
Для решения задачи нам нужно использовать уравнения реакции сгорания силана (SiH4) и метана (CH4). Начнем с того, что запишем уравнения реакций:
Из уравнений видно, что при сгорании метана образуется углекислый газ (CO2), а при сгорании силана - диоксид кремния (SiO2). Поскольку в задаче указано, что образовалось 6 г твердого вещества, это означает, что образовался SiO2 из силана.
Теперь найдем, сколько молей SiO2 образуется из 6 г:
Молярная масса SiO2 = 28 (Si) + 2 * 16 (O) = 28 + 32 = 60 г/моль.
Теперь рассчитаем количество молей SiO2:
Количество молей SiO2 = масса / молярная масса = 6 г / 60 г/моль = 0,1 моль.
Согласно уравнению реакции, 1 моль SiH4 дает 1 моль SiO2. Значит, для образования 0,1 моль SiO2 необходимо 0,1 моль SiH4.
Теперь найдем, сколько молей метана (CH4) сгорело. Для этого нам нужно знать общий объем газовой смеси, который составляет 11,2 л. Используя закон Бойля, мы можем сказать, что 1 моль газа занимает 22,4 л при нормальных условиях.
Общее количество молей газовой смеси:
Количество молей смеси = объем / объем одного моля = 11,2 л / 22,4 л/моль = 0,5 моль.
Обозначим количество молей метана как x, тогда количество молей силана будет 0,1 моль (из предыдущего расчета). Таким образом, у нас есть уравнение:
x + 0,1 = 0,5.
Решим это уравнение:
x = 0,5 - 0,1 = 0,4 моль.
Теперь мы знаем, что в газовой смеси 0,4 моль метана и 0,1 моль силана. Теперь найдем объемную долю метана в смеси:
Объемная доля метана = (количество молей метана / общее количество молей смеси) * 100%.
Подставляем значения:
Объемная доля метана = (0,4 / 0,5) * 100% = 80%.
Таким образом, объемная доля метана в газовой смеси составляет 80%. Ответ: D) 80.